8 parties du compteur d'énergie électrique
Uncompteur d'énergie électriqueest un instrument utilisé pour mesurer l'énergie électrique, également connu sous le nom de compteur de kilowattheures ou de compteur d'électricité. Son unité de mesure est le degré ou le kilowattheure. Il s'agit d'un produit de puissance et de temps et peut être utilisé pour mesurer la consommation électrique des utilisateurs finaux, servant ainsi de base à la facturation par les compagnies d'électricité. L'électricité est une source d'énergie indispensable dans la vie quotidienne des gens et des compteurs d'énergie électrique sont installés dans chaque foyer. Cependant, la plupart des utilisateurs ne connaissent pas les principes de fonctionnement, la structure et les composants des compteurs d’énergie électrique.
Basé sur les principes de conception fonctionnels decompteur d'énergie électrique, ils peuvent généralement être divisés en huit modules : le module d'alimentation, le module d'affichage, le module de stockage, le module d'échantillonnage, le module de mesure, le module de communication, le module de contrôle et le module de traitement MUC. Chaque module a sa propre fonction et est coordonné et intégré par le module de traitement MUC, formant un tout.
1. Module d'alimentation du compteur d'énergie électrique
Le module d'alimentation ducompteur d'énergie électriquesert de centre énergétique pour son fonctionnement normal. La fonction principale du module d'alimentation est de convertir la haute tension de AC 220 V en DC 12 V/DC5 V/DC3 V. Une alimentation basse tension de 3 V est fournie aux puces et aux dispositifs d'autres modules du compteur d'énergie électrique. Il existe trois types courants de modules d'alimentation : le transformateur, le module de réduction de tension résistance-condensateur et l'alimentation à découpage.
Le type de transformateur convertit l'alimentation CA 220 V en CA 12 V, puis procède à la rectification, à la réduction de tension et à la stabilisation pour atteindre la plage de tension requise. Il a une petite capacité de puissance, une grande stabilité, mais il est facilement affecté par les interférences électromagnétiques.
Le circuit d'alimentation à réduction de tension résistance-condensateur utilise la réactance capacitive produite par le condensateur à une fréquence spécifique du signal CA pour limiter le courant de fonctionnement maximum. Il est de petite taille, peu coûteux, consomme peu d’énergie et présente un niveau élevé d’autoconsommation.
L'alimentation à découpage utilise des dispositifs de commutation électroniques tels que des transistors, des tubes MOS, des SCR, etc. Pour allumer et éteindre périodiquement les dispositifs de commutation électroniques via des circuits de commande, leur permettant de moduler la tension d'entrée en impulsions, réalisant ainsi une transformation de tension tout en fournissant simultanément une tension de sortie réglable et automatiquement stabilisée. Il a une faible consommation d'énergie, est de petite taille, possède une large plage de stabilisation de tension, subit des interférences à haute fréquence et a un prix plus élevé.
Lors du développement et de la conception de compteurs d'énergie électrique, le choix du type d'alimentation électrique est déterminé en fonction des exigences fonctionnelles du produit, des dimensions du couvercle des bornes du compteur, des exigences de contrôle des coûts et des politiques et réglementations des différentes régions ou pays.
2. Module d'affichage du compteur d'énergie électrique
Le module d'affichage du compteur d'énergie électrique est principalement utilisé pour lire la consommation d'énergie et offre diverses options d'affichage telles que des tubes numériques, des compteurs, des écrans LCD standard, des écrans LCD à matrice de points et des écrans LCD tactiles, entre autres. Les méthodes d'affichage des tubes et compteurs numériques ne peuvent indiquer la consommation électrique que d'une seule manière. Avec le développement du réseau intelligent, les compteurs d’énergie électrique nécessitent un nombre croissant de types d’affichage des données de puissance. Les tubes et compteurs numériques ne sont pas en mesure de répondre aux exigences de l’intelligence énergétique moderne. À l’heure actuelle, la principale méthode d’affichage des compteurs d’énergie électrique est la technologie LCD. Différents types d'écrans LCD sont choisis au cours du processus de recherche et développement en fonction de la complexité des informations présentées.
3. Module de stockage de compteur d'énergie électrique
Le module de stockage des compteurs d'énergie électrique est principalement utilisé pour stocker les paramètres du compteur, l'historique de la consommation d'énergie et d'autres informations pertinentes. Les périphériques de stockage courants comprennent les puces EEPROM, les puces ferroélectriques et les puces flash. Ces trois types de puces ont des applications différentes dans les compteurs d’énergie électrique. Flash est un type de mémoire flash qui stocke des données temporaires, des données de profil de charge, des packages de mise à niveau logicielle, etc.
L'EEPROM est une mémoire morte programmable effaçable électriquement qui permet aux utilisateurs d'effacer et de reprogrammer les informations qui y sont stockées à l'aide de l'appareil lui-même ou d'appareils dédiés. Cela rend l'EEPROM très utile dans les scénarios nécessitant des modifications et des mises à jour fréquentes des données. L'EEPROM peut stocker jusqu'à 1 million d'octets d'informations et est utilisée dans les compteurs d'énergie électrique pour stocker la consommation d'énergie et d'autres données liées à l'énergie. Le nombre de stockages disponibles répond aux exigences de stockage pour tout le cycle de vie d'un compteur d'énergie électrique, et leur prix est raisonnable.
Les puces ferroélectriques utilisent les caractéristiques des matériaux ferroélectriques pour réaliser un stockage de données et des opérations logiques à grande vitesse, à faible consommation et d'une grande fiabilité. Ils ont une capacité de stockage d’un milliard de fois. Les données ne seront pas effacées après une panne de courant, ce qui rend les puces ferroélectriques avantageuses en raison de leur densité de stockage élevée, de leur vitesse rapide et de leur faible consommation d'énergie. Les puces ferroélectriques sont principalement utilisées dans les compteurs d'énergie électrique pour stocker la consommation d'énergie et d'autres données connexes. Ils ont un prix plus élevé et ne sont utilisés que dans des produits nécessitant des besoins de stockage à haute fréquence.
4. Module d'échantillonnage de compteur d'énergie électrique
Le module d'échantillonnage du compteur d'énergie électrique est chargé de convertir les grands signaux de courant et les grands signaux de tension en petits signaux de courant et en petits signaux de tension pour une acquisition facile par le compteur d'énergie électrique. Les dispositifs d'échantillonnage de courant courants comprennent les shunts, les transformateurs de courant et les bobines Rogowski. L'échantillonnage de tension est généralement effectué à l'aide d'une méthode d'échantillonnage par diviseur de tension à résistance de haute précision.
5. Module de mesure du compteur d'énergie électrique
Le module de mesure du compteur d'énergie électrique est principalement utilisé pour acquérir des signaux analogiques de courant et de tension et les convertir en signaux numériques. Il peut être divisé en un module de mesure monophasé et un module de mesure triphasé.
6. Module de communication du compteur d'énergie électrique
Le module de communication du compteur d'énergie électrique sert de base à la transmission et à l'interaction des données, agissant comme base pour la gestion scientifique du réseau intelligent, la numérisation des données, l'intelligence et la précision. C’est également le fondement de l’interaction homme-machine dans le développement de l’Internet des objets. Dans le passé, les principaux moyens de communication étaient la communication infrarouge et RS-485. Avec le développement des technologies de communication et de l'Internet des objets (IoT), le choix des méthodes de communication des compteurs d'énergie électrique est devenu vaste. Ceux-ci incluent PLC, RF, RS485, LoRa, ZigBee, GPRS, NB-IoT, etc. Différentes méthodes de communication peuvent être choisies en fonction de leurs avantages et inconvénients, ainsi que des scénarios d'application spécifiques, pour répondre aux demandes du marché.
7. Module de contrôle du compteur d'énergie électrique
Le module de contrôle du compteur d'énergie électrique permet un contrôle et une gestion efficaces de la charge électrique. La méthode la plus courante consiste à installer un relais à verrouillage magnétique à l’intérieur du compteur d’énergie électrique. Le contrôle et la gestion des charges électriques peuvent être réalisés à l'aide de données d'alimentation, de schémas de contrôle et de commandes en temps réel pour allumer ou éteindre l'alimentation. Les fonctions courantes d'un compteur d'énergie électrique incluent la protection contre les surintensités et les surcharges via la déconnexion du relais pour contrôler la charge, le contrôle basé sur le temps pour allumer ou éteindre l'alimentation pendant des périodes spécifiques, la déconnexion du relais lorsque le crédit est insuffisant en fonctionnalité prépayée et le contrôle à distance via transmission de commandes en temps réel.
8. Module de traitement MCU du compteur d'énergie électrique
Le module de traitement MCU du compteur d'énergie électrique est le cerveau du compteur d'énergie électrique. Il effectue des calculs sur différents types de données, convertit et exécute différents types d'instructions et coordonne les différents modules pour mettre en œuvre avec succès les fonctions.
Un compteur d'énergie électrique est un appareil de mesure électronique complexe qui comprend plusieurs aspects de la technologie électronique, notamment la technologie d'alimentation électrique, la technologie de mesure de la puissance, la technologie de communication, la technologie d'affichage et la technologie de stockage. Chaque module fonctionnel et technologie électronique doit être intégré et combiné pour former une unité complète afin de créer un compteur électrique stable, fiable et précis.
